针对通信电源智能化的需要，研制了一套以虚拟仪器为核心的通信电源监测系统。该系统以pc机为主机，通过串行口与单片机系统或电源模块通讯。实现了对电源电压、电流、工作状态等的数据采集，以及对模块运行状态，系统设置，告警信息等的遥测和遥控。
关键词：集中监控；数据采集；智能控制；通信电源
中图分类号：            文献标识码：
The Design of Supervision System for Communication Power Supply Base on Virtual Instrument
XUE Ling-dong，WANG Tai-xin，MA Yue-hui
(Communication Center Shijiazhuang Railway Institute ，Shijiazhuang 050043, China)

Abstract: In order to meet the demand of intelligent supervision for communication power supply, the supervision system for communication power supply based on virtual instrument has been developed. In the system, a PC as process unit communicates with single-chip system or power supply by serial interface. It can sample the data of power supply, such as voltage, current, operation status and so on. The system has the remote measure and control function on rectifiers operation status, system setting and alARms etc.
Key words: centralized supervision and control; data acquisition; intelligent control; communication power supply
0 引言
      伴随着现代社会的飞速发展，人们对信息的需求和依赖越来越强。作为通信系统的心脏，通信局（站）电源系统扮演着极为重要的角色。而现实情况下，通信电源的智能化进程相对于电信产业的飞速发展显得缓慢，滞后，这就要求加速发展通信电源集中监控系统，为此，笔者在现有设备的基础上独立开发研制了一套基于虚拟仪器的通信电源集中监控系统。
      通信电源监控系统的可扩充性显得非常重要 。它要求监控系统中的各个基本监控模块既可独立地对某个对象进行检测 、控制，亦可通过通信网络互连起来，实行既有集中又有分散的控制；另外还可以根据控制规模的变化要求，方便地删除某些监控节点或把另外新的监控节点接纳进来；而且通信网络可以延伸扩展，使网络的范围不断扩大，从一个基本监控节点逐步扩展为通信局 (站) 监控系统 、区县级监控系统和地市级监控系统 。因此，如何使所设计的监控模块能与其它厂家生产的监控模块相互兼容，并能在不断扩充的监控系统中可靠 、正常地运行,是设计者所不能忽视的重要问题 。它一方面关系到监控模块本身兼容性的优劣，另一方面也关系到监控系统可扩充性的高低 。本文从监控系统的硬件设计出发，系统分析了监控系统可扩充性的硬件实现和软件设计 。
系统监控的内容与要求：监控开关电源模块的电压、电流、工作状态；三相交流和直流配电的电压、电流以及蓄电池的充放电电压、电流；电池温度和单体电池电压。对模块运行中的状态，熔丝状态，系统设置，告警信息等开关量能进行遥控和部分遥信。
1 监测系统的硬件设计 
      集中监控系统的通信网络拓朴结构主要采用总线型、环型和星型等结构。由于总线型的信道为共享, 增删控制节点较容易。如增加一个节点只要把带有该网络接口的节点挂在总线上, 并由监控中心分配一个系统中已有同类设备的不同地址即可。在增加节点时, 不影响其它节点的工作, 而且新节点一入网便可马上投入运行。因此通信电源集中监控系统采用总线型网络接口结构见图1, 极大地方便了系统的扩充。
      监测中心计算机和底层模块之间采用异步半双工通信方式，协议采用了呼叫—应答模式，即中心机发出命令呼叫，包括一些特殊标志码、底层监测节点号和呼号指令代码。下位的监测模块接收命令后，首先判断是不是一个完整的信息，然后检查呼叫节点号是不是自己的节点号。若是呼叫自己，该节点将以响应帧作应答，否则不做应答。响应帧有两种。若中心机的命令帧正确无误，则用“正确响应帧”作应答；如果中心机的命令帧有错误则用“错误响应帧”作应答，这两种响应帧格式见图2。其中，（a）为命令帧、（b）为正确应答帧及（c）为错误应答帧。
      其中@是命令帧开始标志（ASCII码为25H）； H，L是站地址的高位与低位；＃是节点号特征码（ASCII码为23H）；命令文本是由命令码及数据组成的； CR是回车结束符（ASCII码为0DH）； BCC是数据块校验码，本协议采用异或校验码，长度8位。
2 监测软件设计
      监测系统软件采用了美国NI公司的LabVIEW编程平台，构成了一套基于虚拟仪器的实时监测系统。上位机的编程思想是：
（1） 对串行口初始化，设定异步通讯的帧格式。
（2）按照通讯协议，生成命令字符串，并通过串行口发布。
（3） 延时500 ms，等待下位机的应答，若无应答错误报警。
（4）通过串行口接收数据。
（5）分解数据，将数据存放到相应的文件中，并在前面板显示数值或曲线。 
      表示了对串口进行初始化的编程LabVIEW提供了串口异步通信的子VI ，通过对该子VI 的设置，可以配置串行口。我们设置了使用的串口号、波特率、数据长度、校验位和停止位。设置的内容为：使用串口2 ，波特率：4 800 bps ，数据位： 8位 ，无奇偶校验 ，一位停止位。
      BCC码计算的机算：BCC码是校验码，发送数据或命令时，发送方从数据的第一位开始向后逐次异或直到发送文本的最后一个字符。最后得到的一个两位的BCD码，就是校验码。接收端接收到数据后，重新计算BCC码，当与接收到得BCC码相同时，数据传输正确，否则，认为数据传送错误。
      数据的读取：利用LabVIEW可以便利地读取异步串口。利用顺序结构框（case框），检测异步串行口的数据缓冲区buffer，当数据满时，读取并送到下面的case框去处理。
      该系统不但可以实时显示备测参数、对超限参数指示报警，而且可以对采样的参数数据进行实时的纪录，必要时可进行回放。实际应用表明，该系统结构简单、安全可靠、使用方便，保证了通讯系统的正常运行。